光栅

光栅是一种用于分散和分离光谱的光学元件。它基于衍射原理，可将入射光线折射并拆分成不同波长的光束。

1.光栅的定义

光栅是由平行等距的凸起或凹陷构成的条纹结构，并常被镀上一层高反射率金属（如铝）或介质薄膜来增强其光学效果。合适的几何参数和光栅刻线密度会影响到光的衍射和夹角，在不同出射角度处展现出来的不同光谱。

2.光栅的工作原理

当平行入射光线照射在光栅表面时，它会通过与光栅刻线相交而发生衍射，使得光束朝不同方向传播。这个过程中，平行光线会在衍射角 $heta$ 的方向汇聚或分散，具体取决于光栅参数和所使用的波长。原则上说，光栅上每个刻线都可以看做是一个小孔，从而将平行光分解成不同的波长和级数。

3.光栅种类

常见的光栅类型有平面光栅、凸面光栅、倒锥形光栅、棱柱形光栅等。它们的结构和制造方法各不相同，但都能够实现对入射光线的衍射分离作用。其中平面光栅最简单，常被用于各种光谱仪和激光设备中；而倒锥形光栅多用于产生空间片段化的光束，以及在太阳研究中捕获日冕的高分辨率图像。